JP2008047192A - 微細パターンの評価方法、微細パターンを有する素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットと歩留まりを向上する評価方法、それを利用した素子の製造方法を提供する。
【解決手段】導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンを有する実素子の最小線幅と同一の線幅を有するパターン部を有するダミーパターンを、当該ダミーパターンの両端を前記プローブが接続可能な一対のパッドにそれぞれ接続した状態で、前記微細パターンを形成する際に、形成するステップと、前記パッドと前記プローブを利用して前記ダミーパターンの導通試験を行うステップと、前記導通試験の結果に基づいて前記微細パターンの絶縁特性を評価するステップとを有することを特徴とする評価方法を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般には、パターンの評価方法に係り、特に、導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンを有する素子の前記微細パターンの評価方法に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）における書き込みヘッド素子が有するコイルパターンの評価方法に好適である。

近年のインターネット等の普及に伴って情報を記録するＨＤＤを安価に提供する需要が益々増大している。かかる需要を満足するためには、ＨＤＤの効率的な製造と歩留まりの向上が要求される。

ＨＤＤは、読み取りヘッド素子と書き込みヘッド素子とを有する磁気ヘッドを含む。このうち書き込みヘッド素子は、磁気回路を構成する上下の磁極とそれらの磁極の間に設けられた一層以上からなるコイルとを有する。コイルに電流を流すと上下の磁極が磁化され、磁気ギャップから漏れる磁束によりディスクに情報が記録される（例えば、特許文献１の図６、段落番号００１９、００２０を参照のこと）。

書き込みヘッド素子は、一般に下磁極を形成後、絶縁層、絶縁層、上磁極を順次基板に積層して形成される。従来は、積層後に積層基板にリード線を介してパッドを接続し、パッドにプローブをあてて積層基板の特性試験を行っていた。このように、従来はコイルパターンの形成後にパターン形成の良否判定ができなかった。これは、コイルパターンがプローブよりも微細であり、しかもコイルパターンの一端はコイルから外部に導出されるが他端はコイルの内部にあり、当該他端にプローブを接続できないからである。コイルの他端をコイルの外部に導出するにはコイルとの間に絶縁層を設ける必要がありスループットが落ちる。

その他の従来技術としては特許文献２がある。
特開２００５−００４９３５号公報（図６、段落番号００１９、００２０） 特開２００６−０１３１１６号

しかし、積層基板を利用する従来の評価方法は、積層基板を完成させないと良否判定ができないので評価に時間がかかりスループットの低下を招く。また、従来の評価方法は不良箇所の特定が困難で時間がかかりスループットの低下を招くと共に歩留まりの低下も招く。これは、積層構造中の層に対しては上からＳＥＭによる観察ができないからである。

そこで、本発明は、スループットと歩留まりを向上する評価方法、それを利用した素子の製造方法を提供することを例示的な目的とする。

本発明の一側面としての評価方法は、導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンを有する実素子の最小線幅と同一の線幅を有するパターン部を有するダミーパターンを、当該ダミーパターンの両端を前記プローブが接続可能な一対のパッドにそれぞれ接続した状態で、前記微細パターンを形成する際に、形成するステップと、前記パッドと前記プローブを利用して前記ダミーパターンの導通試験を行うステップと、前記導通試験の結果に基づいて前記実素子の前記微細パターンの絶縁特性を評価するステップとを有することを特徴とする。かかる評価方法は、微細パターンを形成する際にダミーパターンを形成して評価し、それに基づいて微細パターンを評価する。微細パターン上に積層構造を形成しなくても評価できるのでスループットが向上する。また、ダミーパターンが不良であればＳＥＭにより観察して不良箇所を簡単かつ迅速に特定することができるので歩留まりとスループットが向上する。また、ダミーパターンは実素子の最小線幅を有するパターン部を有するので、ダミーパターンの絶縁特性（断線、短絡）の評価を微細パターンの評価とほぼ同視することができる。

また、前記形成ステップは、前記一対のパッド間を電気的に接続する第１のダミーパターンと、前記一対のパッド間を断線する第２のダミーパターンとを形成し、前記導通試験ステップは、前記第１及び第２のダミーパターンの導通を試験することが好ましい。２種類の導通試験を行うことにより信頼性を向上することができる。前記実素子の前記微細パターンは、例えば、書き込みヘッドのコイルパターンである。

本発明の別の側面としての素子製造方法は、導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンの積層構造を有する素子製造方法であって、前記積層構造の一層の微細パターンを形成するステップと、上述の評価方法を利用して前記微細パターンの絶縁特性を評価するステップと、前記評価ステップが良品と評価した後で前記一層に他層を積層するステップとを有することを特徴とする。かかる素子製造方法は、積層構造が完成する前のある層の形成後に微細パターンの評価を行って良品と評価された場合にのみ残りの層を積層するので効率的である。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、スループットと歩留まりを向上する評価方法、それを利用した素子の製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例としての微細パターンの評価方法について説明する。本実施例では、微細パターン１０として磁気ヘッドの書き込みヘッド素子のコイルパターンを例に説明する。微細パターン１０は、特許文献１の図６に示した上コイル又は下コイルのパターンである。上述したように、微細パターン１０の両端には、導通試験用のプローブ１５０を接続することができない。ここで、図１は、基板１００の概略平面図である。図２（ａ）は、第１の評価部１１０の概略拡大平面図である。図２（ｂ）は、第２の評価部１２０の概略拡大平面図である。

基板１００は、第１の評価部１１０と、第２の評価部１２０と、製品部１４０とを有する。

第１の評価部１１０は、図２（ａ）に示すように、ダミーパターン１３０Ａの導通状態を評価し、一対のパッド１１２と、モニター部１１４とを有する。一対のパッド１１２はダミーパターン１３０Ａの両端と電気的に接続されている。モニター部１１４にはダミーパターン１３０Ａが配置されている。両パッド１１２にはプローブ１５０が接続されてダミーパターン１３０Ａの導通を検出する。

第２の評価部１２０は、図２（ｂ）に示すように、ダミーパターン１３０Ｂの断線状態を評価し、一対のパッド１２２と、モニター部１２４とを有する。一対のパッド１２２はダミーパターン１３０Ｂの両端と電気的に接続されている。モニター部１２４にはダミーパターン１３０Ｂが配置されている。両パッド１２２にはプローブ１５０が接続されてダミーパターン１３０Ｂの断線を検出する。

このように、第１の評価部１１０と第２の評価部１２０で、ダミーパターンの２種類の絶縁特性を検出することにより、信頼性を向上している。

ダミーパターン１３０Ａと１３０Ｂは、微細パターン１０の図示しないライアンドスペースの最小線幅と同一の線幅（Ｗ_１及びＷ_２）を有するパターン部１３２を有する。この結果、ダミーパターン１３０Ａ及び１３０Ｂの導通試験の評価を微細パターン１０の絶縁特性（パターン形成性能）の評価と同視することができる。ここで、パターン部１３２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）において拡大されており、パターンの幅Ｗ_１と間隔Ｗ_２が微細パターン１０のそれら（図示せず）と等しい。パターン部１３２は、ダミーパターン１３０Ａと１３０Ｂの中で最小の線幅を有する部分である。

但し、ダミーパターン１３０Ａ及び１３０Ｂは微細パターン１０と完全に同一形状ではない。微細パターン１０は、磁気コア材料に巻かれて磁束を発生する必要があり、図２に示す構成では磁束を発生することができない。本実施例の評価方法は、微細パターン１０の形状を評価するのではなく絶縁特性（断線、短絡）又はパターン形成性能を評価するものであるからダミーパターンと微細パターン１０との形状の同一性は不要である。

ダミーパターン１３０Ａ及び１３０Ｂは、ダミーパターン１３０Ａには断線部がないのに対してダミーパターン１３０Ｂには断線部１３４が存在する点で相違する。

製品部１４０には、微細パターン１０が配置される。このように、同一基板（ウェハ）内に評価部と製品部とを設けている。

以下、図３及び図４を参照して、本発明の一実施例の素子製造方法について説明する。ここで、図３は、素子製造方法のフローチャートである。まず、微細パターン１０を有する層を形成する（ステップ１１００）。例えば、下磁極を形成した後で下コイルを形成する。図５は、下コイルを形成した後の積層構造の部分拡大縦断面図と部分拡大横断面図である。次に、当該層の微細パターンを評価する（ステップ１２００）。ここでは、下コイルパターンを形成した後で本実施例の評価方法を実行する。

以下、図４を参照して、評価方法（ステップ１２００）の詳細について説明する。ここで、図４は、本実施例の評価方法のフローチャートである。

まず、微細パターン１０を形成する際にダミーパターン１３０Ａ及び１３０Ｂを同時に微細パターン１０と同一のパターン形成条件で形成する（ステップ１２０２）。ダミーパターン１３０Ａ及び１３０Ｂの形成条件を微細パターン１０と同一にすることによってダミーパターンの評価を微細パターンの評価と同視する信頼性が向上する。

次に、ダミーパターン１３０Ａ及び１３０Ｂの導通試験を行う（ステップ１２０４）。次に、導通試験の結果から微細パターン１０を評価する（ステップ１２０６）。図２（ａ）は、パッド１１２間を導通しているので両パッド１１２にプローブ１５０をあてれば導通するはずである。従って、ステップ１２０４の試験結果が非導通であればステップ１２０６は微細パターン１０を不良と評価する。また、図２（ｂ）は、パッド１２２間を断線しているので両パッド１２２にプローブ１５０をあてれば導通しないはずである。従って、ステップ１２０４の試験結果が導通であればステップ１２０６は微細パターン１０を不良と評価する。コイルは銅メッキで形成される。例えば、基板に、例えば、Ｔｉ／Ｃｕからなるメッキベースを成膜した後で、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、メッキ、レジスト除去、イオンミリングによるメッキベース除去などの工程を経る。この際、例えば、異物でメッキが不十分となれば本来導通する部分が非導通になる。また、レジストが浮いてしまってメッキがレジストの下に入り込めば本来非導通となる部分が導通となる。

再び図３に戻って、ステップ１２０６が良品と評価しているかどうかを判断する（ステップ１３００）。ステップ１３００が不良と評価すれば、微細パターン１０を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で微細パターン１０を検査する（ステップ１４００）。これにより、不良箇所を簡単かつ迅速に特定することができる。その後、不良箇所を除去するのに必要な措置（レジスト塗布や露光条件の見直し）を行い（ステップ１５００）、下コイル層の形成を繰り返すためにステップ１１００に帰還する。ステップ１３００が良品と評価すれば、微細パターン１０を有する層に次の層を積層する（ステップ１６００）。例えば、下コイル層の上に絶縁層を形成し、上コイル層を形成する。そして、上コイル層について同様の評価を行う。図６に上コイルを形成した部分拡大縦断面図と部分拡大横断面図を示す。積層構造が完成すれば、従来方法のように、素子（書き込みヘッド素子）の特性試験を行う（ステップ１７００）。特性試験に合格すれば磁気ヘッドとして搭載する。不合格であれば不良箇所を除去するために必要な措置を行う。

本実施例では、積層構造が完成する前のある層の形成後に微細パターンの評価を行って良品と評価された場合にのみ残りの層を積層するので効率的である。また、微細パターンの代わりにパッドに接続されたダミーパターンを使用してプローブを利用して導通試験を簡単に行うことができる。微細パターン上に積層構造を形成しなくても評価できるのでスループットが向上する。また、ダミーパターンが不良であれば一層のみであるのでＳＥＭにより観察して不良箇所を簡単かつ迅速に特定することができるので歩留まりとスループットが向上する。また、ダミーパターンは実素子の最小線幅を有するパターン部を有するので、ダミーパターンの絶縁特性（断線、短絡）の評価を微細パターンの評価と同視することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、磁気ヘッドのみならず導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンを有する素子の評価及び製造にも適用可能である。

本発明の一実施例としての基板の概略平面図である。 図１に示す基板の部分拡大断面図である。 本発明の一実施例の素子製造方法を説明するためのフローチャートである。 図３に示す素子製造方法のうちの評価方法の詳細を説明するためのフローチャートである。 下コイルを形成した状態を示す概略断面図である。 上コイルを形成した状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 微細パターン
１００ 基板
１１０、１２０ 評価部
１１２、１２２ パッド
１１４、１２４ モニター部
１３０Ａ、１３０Ｂ ダミーパターン
１３２ パターン部
１３４ 断線部
１５０ プローブ

Claims (4)

1. 導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンを有する実素子の最小線幅と同一の線幅を有するパターン部を有するダミーパターンを、当該ダミーパターンの両端を前記プローブが接続可能な一対のパッドにそれぞれ接続した状態で、前記微細パターンを形成する際に、形成するステップと、
   前記パッドと前記プローブを利用して前記ダミーパターンの導通試験を行うステップと、
   前記導通試験の結果に基づいて前記微細パターンの絶縁特性を評価するステップとを有することを特徴とする評価方法。
2. 前記形成ステップは、前記一対のパッド間を電気的に接続する第１のダミーパターンと、前記一対のパッド間を断線する第２のダミーパターンとを形成し、
   前記導通試験ステップは、前記第１及び第２のダミーパターンの導通を試験することを特徴とする請求項１記載の評価方法。
3. 前記実素子の前記微細パターンは、書き込みヘッドのコイルパターンであることを特徴とする請求項１記載の評価方法。
4. 導通試験用のプローブを接続することができない微細パターンの積層構造を有する素子製造方法であって、
   前記積層構造の一層の微細パターンを形成するステップと、
   請求項１記載の評価方法を利用して前記微細パターンの絶縁特性を評価するステップと、
   前記評価ステップが良品と評価した後で前記一層に他層を積層するステップとを有することを特徴とする素子製造方法。

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